JP2008049230A - Atomizer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧電素子を用いて振動子を振動させて液体を霧化する霧化装置に関する。
特に、本発明は霧化性能の低下、および/または、霧化の不安定さを改善する技術に関する。
The present invention relates to an atomization apparatus that atomizes a liquid by vibrating a vibrator using a piezoelectric element.
In particular, the present invention relates to a technique for improving a decrease in atomization performance and / or instability of atomization.
特許文献1は、超音波加湿器などに用いる超音波加湿器用振動子を開示している。 Patent Document 1 discloses an ultrasonic humidifier vibrator used in an ultrasonic humidifier or the like.
図1は、振動子を用いて超音波により霧を発生させる(霧化)方法を図解した図である。
振動子10は、圧電素子11と振動部12と固定部(または基部)13とを有する。圧電素子11と振動部12とは固定部(または基部)13を介して接続されている。
圧電素子11は、たとえば、PZTであり、電圧が印加されると矢印A1で示した方向に、PZTの固有振動数で振動する。
振動部12は、たとえば、断面が湾曲している湾曲部12Aと、断面が平坦な円筒状部12Bとを有し、圧電素子11の振動に応じて振動し、矢印A2の方向で示した、その長手方向に振動する。
振動部12の円筒状部12Bの先端12Fの下部には水供給用綿50が接触している。水供給用綿50からの水Wが円筒状部12Bの先端12Fの面には、振動部12の振動によって、水がはい上がる。
円筒状部12Bの先端12Fの面に付着した水Wは、振動部12の高速な振動によって霧化される。
FIG. 1 is a diagram illustrating a method of generating mist (atomization) with ultrasonic waves using a vibrator.
The
The
The
The
The water W adhering to the surface of the
上述した霧化原理に従って製造された、超音波霧化装置、超音波攪拌装置、超音波洗浄器などの装置が実用されている。
図1を参照して述べた霧化方法において、連続的に霧化を行うと、霧化の性能が低下する、および/または、霧化が不安定になることを見出した。
たとえば、連続的に霧化を行っていくと、霧化によって発生する霧が減少していき、やがては、安定して霧化が継続できなくなる可能性がある。
In the atomization method described with reference to FIG. 1, it has been found that when atomization is continuously performed, the atomization performance is deteriorated and / or the atomization becomes unstable.
For example, if the atomization is continuously performed, the fog generated by the atomization decreases, and eventually, there is a possibility that the atomization cannot be continued stably.
本発明の目的は、長時間運転しても、霧化性能が低下しない、および/または、霧化が安定に継続可能な霧化装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an atomizing device in which the atomization performance does not deteriorate even when operated for a long time and / or the atomization can be stably continued.
本願発明者の考察と実験によれば、上述した霧化の性能の低下、および/または、霧化の不安定さは、霧化の連続動作により、図2に図解したように、水供給用綿50から円筒状部12Bの先端12Fの面に付着する水Wの量が増加する場合があることを見出した。すなわち、振動部12の振動によって、水供給用綿50から供給された水が過剰に先端12Fの面をはい上がる。
先端12Fの表面に付着した水の量が増加すると、振動部12にとって過剰な負荷となる。つまり、先端12Fの表面に付着した水の量が増加すると、振動部12の振動力では増加した水を霧化することができず、振動部12の振動力が不足し、霧化の能力が低下する、および/または、霧化が不安定になることを本願発明者が見出した。
According to the inventor's consideration and experiment, the above-described degradation of the atomization performance and / or instability of the atomization is due to the continuous operation of the atomization, as illustrated in FIG. It has been found that the amount of water W adhering from the
When the amount of water adhering to the surface of the
振動部12を大型にすれば上述した問題は克服できるが、当然、圧電素子11を大型にする必要がある。圧電素子11の大型化は、圧電素子11の励起電力の増大を招き、励起回路も大型になるという不具合がある。または、駆動周波数が制限される。
Although the above-mentioned problem can be overcome by making the
上述した新たな課題の発生を回避して、上述した問題を克服するためには、水供給用綿50から円筒状部12Bの先端12Fの面に付着する水Wの量が霧化する量以上に増加させないことが望ましい。
そのためには、霧化状態を実質的に継続させた状態でありながら、振動部12の振動を間欠的に停止し、円筒状部12Bの先端12Fに過剰な水Wを付着させないことが望ましいことが判った。
In order to avoid the occurrence of the above-described new problem and overcome the above-described problem, the amount of water W adhering to the surface of the
For that purpose, it is desirable that the vibration of the vibrating
本発明者の実験によれば、振動部12の振動を瞬間的に停止させると、実質的に霧化が行われながら、過剰な水が振動部12の先端12Fの面に付着しないので、霧化の性能が低下しない、および/または、霧化が安定することを見出した。
According to the inventor's experiment, when the vibration of the
本発明によれば、圧電素子と、該圧電素子に接続された振動部とを有する振動子と、前記圧電素子を励起する励起回路とを有し、前記振動部において液体を霧化する霧化装置であって、前記励起回路は、所定の周期で間欠的に、前記圧電素子を励起する間欠励起回路を有する、霧化装置が提供される。 According to the present invention, the atomization includes a vibrator having a piezoelectric element, a vibration part connected to the piezoelectric element, and an excitation circuit for exciting the piezoelectric element, and atomizes the liquid in the vibration part. An atomization apparatus is provided, wherein the excitation circuit includes an intermittent excitation circuit that excites the piezoelectric element intermittently at a predetermined period.
好ましくは、前記間欠励起回路は、前記圧電素子を励起開始するとき、バースト状のパルス信号が前記圧電素子に印加するように構成されている。 Preferably, the intermittent excitation circuit is configured to apply a burst pulse signal to the piezoelectric element when the excitation of the piezoelectric element is started.
本発明によれば、霧化が実質的に継続されながら、霧化性能が低下しない、および/または、霧化が安定して継続できる。
なお、霧化性能が低下しない、および/または、霧化が安定して継続できるという意味は、霧化性能が低下しないこと、霧化性能が低下せずに霧化が安定して継続できること、または、霧化が安定して継続できることを意味する。
According to the present invention, the atomization performance does not decrease and / or the atomization can be stably continued while the atomization is substantially continued.
The meaning that the atomization performance does not decrease and / or the atomization can be stably continued means that the atomization performance does not decrease, the atomization performance can be stably continued without deterioration, Or it means that atomization can be continued stably.
本発明の実施の形態の霧化装置は、図1または図2に図解した振動子10と、図3に図解した励起回路20と、水供給用綿50とを有する。
The atomization apparatus according to the embodiment of the present invention includes the
振動子10は、図1または図2に図解したように、圧電素子11と、振動部12と、固定部(または基部)13とを有する。振動部12は、湾曲部12Aと、円筒状部12Bとを有し、円筒状部12Bの下面に水供給用綿50が接触して先端12Fの面に水Wを供給可能になっている。
As illustrated in FIG. 1 or FIG. 2, the
図3は本発明の霧化装置に適用する励起回路の1実施の形態の回路を示す図である。
振動子10の圧電素子11を励起する励起回路20は、バースト回路21と、スイッチ回路22と、昇圧トランス23と、駆動電流検出器24と、分圧器25と、比較器26と、基準電圧発生器27と、電圧制御型発振器(VCO:Voltage Controlled Oscillator))28とを有する。
励起回路20は、図4に図解した負荷に応じて周波数制御が可能な励起回路である。そのため、駆動電流検出器24、分圧器25、比較器26、基準電圧発生器27およびVCO28を用いた負帰還回路を構成している。
FIG. 3 is a diagram showing a circuit of an embodiment of an excitation circuit applied to the atomization apparatus of the present invention.
The excitation circuit 20 that excites the
The excitation circuit 20 is an excitation circuit capable of frequency control according to the load illustrated in FIG. Therefore, a negative feedback circuit using the drive
励起回路20の動作を述べる。
図示しない交流電源がバースト回路21に印加される。
バースト回路21は、図5に例示したように、所定の周期τで間欠的に動作してバースト状のパルス信号を出力する。
バースト回路21の出力信号に応じて、スイッチ回路22がVCO28からの出力信号を昇圧トランス23に出力する。
昇圧トランス23にVCO28からの信号が印加されると、昇圧トランス23はその信号を圧電素子11を駆動可能な電圧レベルまで昇圧して、圧電素子11に印加する。
それにより、圧電素子11が励起されて振動し、圧電素子11の駆動に応じて振動部12が、たとえば、図1を参照して述べたように振動する。それにより、水供給用綿50から振動部12の先端12Fの表面に供給された水Wが霧化される。
The operation of the excitation circuit 20 will be described.
An AC power supply (not shown) is applied to the
As illustrated in FIG. 5, the
In response to the output signal of the
When a signal from the
Thereby, the
駆動電流検出器24が圧電素子11の負荷に応じた駆動電流を検出し、分圧器25に出力する。圧電素子11の負荷とは、圧電素子11に接続されている振動部12の先端12Fに付着した水Wの量を意味している。先端12Fに付着した水Wの量が多ければ、振動部12、すなわち、圧電素子11の負荷が重いことを意味する。他方、先端12Fに付着した水Wの量が少なければ、振動部12、すなわち、圧電素子11の負荷が軽いことを意味する。励起回路20は、このように、圧電素子11、換言すれば、振動部12の負荷に応じた、圧電素子11に印加される周波数、換言すれば、VCO28の発振周波数の制御を行う。
The drive
駆動電流検出器24で検出した電流を整流した電圧と、VCO28で発生される発振周波数の関係は、図4に図解したようになる。
frは共振周波数である。基準電圧発生器27は共振周波数frに対応する基準電圧VrをVCO28に出力する。
図4において、曲線CV1は、負荷が基準状態の周波数特性を示し、曲線CV2は負荷が重いときの周波数特性を示し、曲線CV3は負荷が軽いときの周波数特性を示す。
The relationship between the voltage obtained by rectifying the current detected by the drive
fr is the resonance frequency. The
In FIG. 4, a curve CV1 indicates the frequency characteristic when the load is in the reference state, a curve CV2 indicates the frequency characteristic when the load is heavy, and a curve CV3 indicates the frequency characteristic when the load is light.
分圧器25は励起回路20において必須の回路ではないが、駆動電流検出器24の検出電流に相当する電圧を分圧して、比較器26に出力する。
比較器26は基準電圧発生器27からの共振周波数frに対応する基準電圧Vrと分圧器25からの出力信号との差の電圧をVCO28に出力する。
VCO28は、入力電圧に応じた周波数の発振信号を生成し、スイッチ回路22に出力する。
以上から圧電素子11は、振動部12の負荷に応じた、VCO28で発生された発振周波数で励起されることになる。
Although the
The
The
From the above, the
図5に図解したように、本発明の間欠励起回路を構成している、バースト回路21とスイッチ回路22との協働によって、VCO28の発振周波数信号を周期τで間欠的(周期的に)に昇圧トランス23に出力することにより、特に、圧電素子11の励起を停止させ振動部12の振動を停止することにより先端12Fの面に付着する水が適切に維持されるので、霧化の性能が低下しない、および/または、霧化が安定に継続して行われる。
その理由は、振動部12が連続的に振動すると、その振動により水供給用綿50からの水Wが先端12Fの面をはい上がるが、振動部12の振動の停止により、水供給用綿50から先端12Fの面にはい上がる水Wの量が低下し、先端12Fの面に付着する水Wの量が適切に維持されるためである。換言すれば、先端12Fの面に過剰な水Wが供給されないためである。よって、過剰な水による振動部12の性能低下、および/または、霧化の不安定さが回避できる。
As illustrated in FIG. 5, the oscillation frequency signal of the
The reason is that when the
特に、図5に図解したよう、周期τでバースト状の信号を用いることにより、圧電素子11の立ち上がり時の過渡応答を利用して圧電素子11に印加される電圧が大きくなり、安定に霧化させることができる。すなわち、振動子10の発熱を抑制し、安定して振動子10を動作させることができる。
なお、周期τは、たとえば、数十Hz〜100Hzである。
In particular, as illustrated in FIG. 5, by using a burst-like signal with a period τ, the voltage applied to the
The period τ is, for example, several tens Hz to 100 Hz.
振動子10は、図1および図2を参照して例示した構造の振動子10には限定されないことは勿論である。
同様に、先端12Fの面の部分に水が供給されればよいので、綿状の水供給用綿50を用いる場合には限定されない。たとえば、毛細管現象により水を先端12Fの面に供給するようにしてもよい。
Needless to say, the
Similarly, since water should just be supplied to the part of the surface of the front-end | tip 12F, when using the cotton-like
図3に図解した励起回路20において、バースト状のパルス信号は、圧電素子11に印加されればよいので、図3に例示した部分ではなく、たとえば、昇圧トランス23の後の部分にバースト状の電圧を圧電素子11に印加する回路を設けてもよい。
In the excitation circuit 20 illustrated in FIG. 3, the burst-like pulse signal only needs to be applied to the
図5には好適な例として、バースト状の信号を間欠的に圧電素子11に印加する場合について述べたが、圧電素子11が周期的に停止する時間があればよいので、バースト状の信号ではなく、所定の周期でオン・オフする矩形パルス信号でもよい。
FIG. 5 shows a case where a burst signal is intermittently applied to the
10…振動子、11…圧電素子、12…振動部、12A…湾曲部、12B…円筒状部、12F…先端、20…励起回路、21…バースト回路、22…スイッチ回路、23…昇圧トランス、24…駆動電流検出器、25…分圧器、26…比較器、27…基準電圧発生器、28…電圧制御型発振器(VCO)
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記圧電素子を励起する励起回路と
を有し、
前記振動部において液体を霧化する霧化装置であって、
前記励起回路は、所定の周期で間欠的に、前記圧電素子を励起する間欠励起回路を有する、
霧化装置。 A vibrator having a piezoelectric element and a vibrating portion connected to the piezoelectric element;
An excitation circuit for exciting the piezoelectric element,
An atomizing device for atomizing a liquid in the vibration unit,
The excitation circuit includes an intermittent excitation circuit that excites the piezoelectric element intermittently at a predetermined period.
Atomization device.
請求項1に記載の霧化装置。
The intermittent excitation circuit is configured to apply a burst-like pulse signal to the piezoelectric element when excitation of the piezoelectric element is started.
The atomization apparatus of Claim 1.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013000679A (en) * | 2011-06-17 | 2013-01-07 | Optnics Precision Co Ltd | Atomization spray device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5876157A (en) * | 1981-10-31 | 1983-05-09 | Matsushita Electric Works Ltd | Spray apparatus |
JPH05212331A (en) * | 1992-02-04 | 1993-08-24 | Koji Toda | Ultrasonic device driving circuit |
JPH05277413A (en) * | 1992-04-01 | 1993-10-26 | Tdk Corp | Ultrasonic atomizing device |
JP2000177118A (en) * | 1998-12-18 | 2000-06-27 | Mitsubishi Electric Corp | Apparatus and method for liquid jetting drive device |
JP2003136005A (en) * | 2001-11-05 | 2003-05-13 | Inst Of Physical & Chemical Res | Immobilizing device |
-
2006
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5876157A (en) * | 1981-10-31 | 1983-05-09 | Matsushita Electric Works Ltd | Spray apparatus |
JPH05212331A (en) * | 1992-02-04 | 1993-08-24 | Koji Toda | Ultrasonic device driving circuit |
JPH05277413A (en) * | 1992-04-01 | 1993-10-26 | Tdk Corp | Ultrasonic atomizing device |
JP2000177118A (en) * | 1998-12-18 | 2000-06-27 | Mitsubishi Electric Corp | Apparatus and method for liquid jetting drive device |
JP2003136005A (en) * | 2001-11-05 | 2003-05-13 | Inst Of Physical & Chemical Res | Immobilizing device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013000679A (en) * | 2011-06-17 | 2013-01-07 | Optnics Precision Co Ltd | Atomization spray device |
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